Режима в инверторный и обратното,
то на выходе каждого будет сформировано переменное напряжение,, показанное на рис 3.9. а и б. Такое напряжение получается при условии ,что углы управления изменяются по треугольному закону, показанному нарис.3.9..г При t=0 углы управления обоих преобразователей равны π/2. Угол управления преобразователя UZ1 постепенно уменьшается до некоторой минимальной величины, а затем вновь увеличивается до π/2. В результате на выходе этого преобразователя формируется положительная полуволна выходного напряжения, Угол управления преобразователя UZ2 зеркально меняется в противоположном направлении. В следующем полупериоде угол управления преобразователя UZ2 уменьшается и он работает в выпрямительном режиме , а UZ1 – в инверторном. В результате образуется отрицательная полуволна напряжения. Мгновенные значения выходных напряжений преобразователей
Рис. 3.9Диаграммы напряжений: а) u1 - преобразователя UZ1,
работающего в первый полупериод в выпрямительном режиме с α1<90,
б) u2 - преобразователя UZ2, работающего в первый полупериод в
инверторном режиме с α > 90 в) uУ - на уравнительных реакторах
г) графики изменения углов управления преобразователей UZ1 и UZ2
UZ1 и UZ2 не совпадают. Разность этих напряжений приложена к обмоткам уравнительных реакторов и показана на рис.3.9.в. К нагрузке приложено среднеарифметическое значение напряжений двух преобразователей, и оно весьма близко к синусоидальному. Как следует из рис 3.9..а,б частота выходного напряжения обязательно ниже частоты сети .. Регулируется выходная частота скоростью изменения углов управления, а выходное напряжение – диапазоном изменения углов относительно точки α=π/2. Так же как в реверсивном приводе постоянного тока, преобразователи могут иметь как совместное управление, показанное на рис.3.9, так и раздельное. В последнем случае уравнительные реакторы не требуются.
Преобразователь по схеме рис.3.9. можно рассматривать как трехфазно – однофазный преобразователь частоты Схемы трёхфазно-трёхфазных преобразователей, используемых для управления асинхронными двигателями, приведены на рис. 3.10
Рис. 3.10.. Варианты исполнения трехфазно-трехфазных преобразователей с непосредственной связью: а) нулевая схема, б) мостовая схема.
. В схемах, показанных на рис. 3.10 в качестве нагрузки Zн используется обмотка статора асинхронного двигателя. В нулевой схеме преобразователя обмотка статора может быть соединена как звездой, так и треугольником, и подключается к преобразователю по трёхпроводной схеме. В мостовой схеме каждая фаза обмотки статора подключается к выводам своего трёхфазно-однофазного преобразователя При этом и в нулевой, и в мостовой схемах выходные напряжения преобразователей сдвинуты друг относительно друга на 1/3 периода выходной частоты.
Достоинством преобразователей с непосредственной связью является высокий кпд, так как в любой момент токи фаз протекают по небольшому числу вентилей. В этих преобразователях осуществляется двухсторонний обмен энергией между двигателем и сетью, вследствие чего легко осуществляется торможение двигателя с возвратом энергии в сеть (рекуперация). К недостаткам относится ограничение по частоте. Максимальная частота на выходе не более чем 30÷40 % от частоты питающей сети. Существенным недостатком является также низкий коэффициент мощности.
Преобразователи с непосредственной связью применяются как для управления короткозамкнутыми двигателями, так и двигателями с фазным ротором. В последнем случае преобразователь подключается к выводам ротора и служит для возврата энергии скольжения в питающую сеть по схеме асинхронно-вентильного каскада, либо для дополнительного питания двигателя и со стороны ротора по схеме машины двойного питания, в этом случае скорость вращения двигателя может быть выше синхронной..